(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信する送信部と、
前記送信波と前記送信波に対応する反射波とのビート信号を生成するビート信号生成部と、
前記周波数上昇区間に検出される上昇区間ビート周波数および前記周波数下降区間に検出される下降区間ビート周波数に係わる周波数情報を記憶する記憶部と、
第１の上昇区間ビート周波数と第１の下降区間ビート周波数との差分が閾値周波数よりも小さいときに、前記周波数情報として、前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて決まる第１の距離を表す距離データを前記記憶部に登録する登録部と、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に既に登録されている場合には、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数とをペアリングするペア生成部と、
第１の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示すると共に、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示する送信制御部と、
前記第１の時間間隔で前記ペア生成部によるペアリングの結果を出力する出力部、
を有する物体検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体検知装置であって、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記送信制御部は、前記第１の時間間隔で送信される次の送信波の前に、前記送信部に１または複数の送信波を送信させる
ことを特徴とする物体検知装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物体検知装置であって、
前記ペア生成部によりペアリングされた前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて、前記物体検知装置からターゲットまでの距離を算出する算出部をさらに備える
ことを特徴とする物体検知装置。
【請求項４】
請求項１に記載の物体検知装置であって、
前記周波数上昇区間において前記第１の上昇区間ビート周波数の他に第２の上昇区間ビート周波数が検出され、前記周波数下降区間において前記第１の下降区間ビート周波数の他に第２の下降区間ビート周波数が検出されたときに、前記ペアリング部は、前記第２の上昇区間ビート周波数と前記第２の下降区間ビート周波数とをペアリングする
ことを特徴とする物体検知装置。
【請求項５】
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信する送信部、前記送信波と前記送信波に対応する反射波とのビート信号を生成するビート信号生成部、前記周波数上昇区間に検出される上昇区間ビート周波数および前記周波数下降区間に検出される下降区間ビート周波数に係わる周波数情報を記憶する記憶部、およびプロセッサを備える物体検知装置において、前記プロセッサを、
第１の上昇区間ビート周波数と第１の下降区間ビート周波数との差分が閾値周波数よりも小さいときに、前記周波数情報として、前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて決まる第１の距離を表す距離データを前記記憶部に登録する登録部、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に既に登録されている場合には、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数とをペアリングするペア生成部、
第１の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示すると共に、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示する送信制御部、
前記第１の時間間隔で前記ペア生成部によるペアリングの結果を出力する出力部、
として機能させるための物体検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭ−ＣＷレーダを利用して物体を検知する物体検知装置、物体検知方法、物体検知プログラムに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いて、車両などの移動物体までの距離およびその速度を検知する物体検知装置（以下、ＦＭ−ＣＷレーダ装置と呼ぶことがある。）が実用化されている。ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、周波数変調された電波（例えば、ミリ波）送信する。そして、送信した電波の周波数と、物体に反射して返ってきた反射波の周波数との周波数差を検出することで、静止物体／移動物体までの距離、および移動物体の速度が算出される。
【０００３】
図１は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の動作を説明する図である。図１において、ｆs(t)は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置から送信される電波（送信波）の周波数を表す。このように、送信波は、周波数がリニアに上昇していく区間（ＵＰ区間）、および周波数がリニアに下降していく区間（ＤＯＷＮ区間）を有している。「ｆ0」は送信波の中心周波数、「Ｔ」は送信波の変調周期、「β」は送信波の周波数変調帯域を表す。
【０００４】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、レーダ範囲内のターゲットからの反射波を受信する。図１において、ｆr(t)は、反射電波（反射波または受信波）の周波数を表す。受信波は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置とターゲットとの間の距離に応じて、送信波に対して時間τだけ遅延している。そして、送信波および受信波の周波数は、下記の特性を有する。
（ａ）ある時刻における受信波は、その時刻よりも時間τだけ前に生成された送信波の反射波である。よって、ＵＰ区間においては、受信波の周波数は、現在の送信周波数より低い。また、ＤＯＷＮ区間においては、受信波の周波数は、現在の送信周波数より高い。
（ｂ）ＦＭ−ＣＷレーダ装置に近づいてくるターゲットにより得られる受信波は、ドップラ効果により、そのターゲットの速度に応じて周波数が高くなる。また、ＦＭ−ＣＷレーダ装置から遠ざかっていくターゲットにより得られる受信波は、ドップラ効果により、そのターゲットの速度に応じて周波数が低くなる。
【０００５】
ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、送信波と受信波とを混合することでビート信号を生成し、ビート周波数を検出する。ビート周波数は、送信波周波数ｆs(t)と受信波周波数ｆr(t)との差分に相当する。このとき、ＵＰ区間においてはビート周波数ｆup（以下、ＵＰ周波数）が検出され、ＤＯＷＮ区間においてはビート周波数ｆdown（以下、ＤＯＷＮ周波数）が検出される。図１に示す例では、ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に近づいてくるターゲットからの反射波を受信している。このため、ＵＰ周波数ｆupよりもＤＯＷＮ周波数ｆdownの方が高くなっている。なお、ターゲットがＦＭ−ＣＷレーダ装置から遠ざかるときには、ＵＰ周波数ｆupよりもＤＯＷＮ周波数ｆdownの方が低くなる。また、ターゲットが静止しているときは、ＵＰ周波数ｆup、ＤＯＷＮ周波数ｆdownは互いにほぼ一致する。
【０００６】
図２は、１つのターゲットから得られるビート信号のスペクトラムを示す図である。ターゲットが静止しているときは、図２（ａ）に示すように、ＵＰ周波数ｆupおよびＤＯＷＮ周波数ｆdownは互いに一致する。この場合、ＦＭ−ＣＷレーダ装置からターゲットまでの距離は、ｆup、ｆdownの和または平均（＝ｆ1）に基づいて算出される。
【０００７】
ターゲットがＦＭ−ＣＷレーダ装置に近づいてくるときは、図２（ｂ）に示すように、ＵＰ周波数ｆupよりもＤＯＷＮ周波数ｆdownの方が高くなる。また、ターゲットがＦＭ−ＣＷレーダ装置から遠ざかるときは、図２（ｃ）に示すように、ＵＰ周波数ｆupよりもＤＯＷＮ周波数ｆdownの方が低くなる。これらの場合、ＦＭ−ＣＷレーダ装置からターゲットまでの距離は、ｆup、ｆdownの和または平均に基づいて算出される。また、ターゲットの速度は、ｆup、ｆdown間の差分に基づいて算出される。
【０００８】
なお、ｆup、ｆdown間の差分は、ターゲットの移動に起因するドップラ効果により生じる。したがって、以下の説明では、ｆup、ｆdown間の差分を「ドップラ変位」と呼ぶことがある。すなわち、ターゲットの速度が速いときはドップラ変位が大きく、また、ドップラ変位がゼロであるときはターゲットが静止していると判定される。
【０００９】
図３は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置で複数のターゲットを検知する方法を説明する図である。ここでは、ビート周波数として、ＵＰ区間においてＵＰ周波数１、２が検出され、ＤＯＷＮ区間においてＤＯＷＮ周波数１、２が検出されたものとする。また、ＵＰ周波数２とＤＯＷＮ周波数１が互いにほぼ同じであるものとする。さらに、図３（ａ）に示す例では静止物体Ａおよび移動物体Ｂによりビート信号が生成され、図３（ｂ）に示す例では、２つの移動物体Ｂ１、Ｂ２によりビート信号が生成されているものとする。
【００１０】
レーダ範囲内に存在する物体を検知する際には、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアリングが行われる。そして、各周波数ペアに基づいて対応する物体を検知する。すなわち、例えば、ペアリングされたＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との和に基づいてターゲットまでの距離が算出され、ペアリングされたＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との差分に基づいてターゲットの速度が算出される。なお、「ペアリング」は、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数のペアを決定する処理である。
【００１１】
ここで、静止物体により得られる１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数は、互いにほぼ一致する。すなわち、静止物体により生じるドップラ変位はほぼゼロである。したがって、図３に示す例において、まず、ＵＰ周波数２およびＤＯＷＮ周波数１がペアリングされる。この場合、静止物体によりＵＰ周波数２およびＤＯＷＮ周波数１が得られたものと仮定し、周波数ｆ2に基づいてその静止物体までの距離が算出される。続いて、残りのビート信号（すなわち、ＵＰ周波数１およびＤＯＷＮ周波数２）がペアリングされる。そして、移動物体によってＵＰ周波数１およびＤＯＷＮ周波数２が得られたものと仮定し、周波数ｆ1、ｆ3に基づいてその静止物体までの距離およびその移動物体の速度が算出される。これにより、図３（ａ）に示す例では、静止物体Ａおよび移動物体Ｂが正しく検知される。
【００１２】
しかし、図３（ｂ）に示す例では、上記アルゴリズムでは、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアリングが不適切になる。すなわち、実際には、移動物体Ｂ１によりＵＰ周波数１およびＤＯＷＮ周波数１が生成され、移動物体Ｂ２によりＵＰ周波数２およびＤＯＷＮ周波数２が生成されているにもかかわらず、ドップラ変位がゼロであるＵＰ周波数２およびＤＯＷＮ周波数１が先にペアリングされ、残りのＵＰ周波数１およびＤＯＷＮ周波数２がペアリングされることとなる。この結果、移動物体Ｂ１、Ｂ２まで距離、および移動物体Ｂ１、Ｂ２の速度を正しく検知できないことがある。
【００１３】
なお、関連する技術として、送信手段、ミキサ、周波数算出手段、静止物体周波数検出手段を備える物体検知装置が提案されている。送受信手段は、周波数が上昇する周波数上昇区間と周波数が下降する周波数下降区間とを有する送信波を送信して物体からの反射波を受信する。ミキサは、送信波および反射波を混合して、ビート信号を生成する。周波数算出手段は、周波数上昇区間と周波数下降区間とにおけるビート信号の周波数成分を算出する。静止物体周波数検出手段は、周波数上昇区間と周波数下降区間との一方における周波数成分のレベルが高閾値を超え、他方の区間における同じ周波数成分のレベルが高閾値より小さい低閾値を超えており、かつ両者のレベル差が所定の範囲内であれば、静止している物体の周波数成分として検出する。（例えば、特許文献１）
また、他の関連する技術として、下記の車載用のレーダ装置が提案されている。このレーダ装置は、検出した過去の物標データと今回の物標データとの連続性の判定を、物標との距離差、相対速度差、及び横位置差の条件で行う連続性判定手段を有する。そして、連続性判定手段は、物標の連続性を判定する際に、物標との距離差と相対速度差の判定条件に加えて、前回と今回の物標が横位置差を満足するか、或いは、角度差を満足する条件から連続性を判断する。（例えば、特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１１１７７９号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、従来の検知方法においては、静止物体および移動物体を正しく検知できないことがある。
また、過去の物標データおよび今回の物標データを利用して物標を捕捉するレーダ装置が提案されているが、提案されている構成では、レーダ範囲内に静止物体および移動物体が混在する場合に、検知結果を定期的に出力できないことがある。そして、検知結果が定期的に出力されないと、例えば、移動物体の軌跡計算または移動方向推定などの処理が複雑になる。
【００１６】
本発明の課題は、ＦＭ−ＣＷレーダを利用して得られる検知結果を定期的に出力する物体検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の１つの態様の物体検知装置は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信する送信部と、前記送信波と前記送信波に対応する反射波とのビート信号を生成するビート信号生成部と、前記周波数上昇区間に検出される上昇区間ビート周波数および前記周波数下降区間に検出される下降区間ビート周波数に係わる周波数情報を記憶する記憶部と、第１の上昇区間ビート周波数と第１の下降区間ビート周波数との差分が閾値周波数よりも小さいときに、前記周波数情報として、前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて決まる第１の距離を表す距離データを前記記憶部に登録する登録部と、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に既に登録されている場合には、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数とをペアリングするペア生成部と、第１の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示すると共に、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示する送信制御部と、前記第１の時間間隔で前記ペア生成部によるペアリングの結果を出力する出力部、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本出願において開示される構成によれば、ＦＭ−ＣＷレーダを利用して得られる検知結果を定期的に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＦＭ−ＣＷレーダ装置の動作を説明する図である。
【図２】１つのターゲットから得られるビート信号のスペクトラムを示す図である。
【図３】複数のターゲットを検知する方法を説明する図である。
【図４】実施形態の物体検知装置の構成を示す図である。
【図５】実施形態の物体検知装置の機能を説明するブロック図である。
【図６】送信制御部による送信制御について説明する図である。
【図７】ビート信号のスペクトラムを示す図である。
【図８】ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数から静止物体を検知する方法を説明する図である。
【図９】動作例１において得られたビート周波数のスペクトラムを示す図である。
【図１０】動作例１において記憶部に格納されるデータの例を示す図である。
【図１１】動作例２において得られたビート周波数のスペクトラムを示す図である。
【図１２】実施形態の物体検知装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図１３】ペアリング処理を示すフローチャートである。
【図１４】補助測定によるペアリングを説明する図である。
【図１５】物体検知装置の制御部のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図４は、実施形態の物体検知装置の構成を示す図である。実施形態の物体検知装置１は、ＩＦ部１１、制御部１２、発振器１３、フィルタ１４、２３、２６、アンプ１５、１９、２１、２４、２７、スイッチ１６、２０、方向性結合器１７、アンテナ１８、ミキサ２２、アナログ信号処理部２５、Ａ／Ｄ変換器２８を備えている。
【００２１】
ＩＦ部１１は、物体検知装置１と上位装置との間のインタフェースを提供する。すなわち、ＩＦ部１１は、上位装置からの指示を制御部１２に通知し、制御部１２による処理結果を上位装置に通知する。上位装置は、ＣＰＵを備えるコンピュータである。また、上位装置は、物体検知装置１から出力される処理結果を利用して、例えば、検知した移動物体の軌跡計算または移動方向推定などを行う。さらに、上位装置は、物体検知装置１の全体動作を制御するようにしてもよい。
【００２２】
発振器１３は、制御部１２による制御に従って送信波（測定信号）を出力する。送信波は、周波数変調信号であって、周波数がリニアに上昇する周波数上昇区間（以下、ＵＰ区間と呼ぶことがある。）、および周波数がリニアに下降する周波数下降区間（以下、ＤＯＷＮ区間と呼ぶことがある。）を含む。なお、発振器１３は、例えば、電圧制御発振器であり、制御部１２から与えられる制御電圧に対応する周波数で発振する。
【００２３】
発振器１３から出力される送信波は、フィルタ１４により不用な周波数成分が除去される。すなわち、フィルタ１４は、必要な周波数成分の送信波のみがアンテナ１８を介して無線送信されるように周波数をフィルタリングする。アンプ１５は、フィルタ１４から出力される送信波を増幅する。スイッチ１６は、オン状態に制御されたときに、アンプ１５により増幅された送信波を方向性結合器１７に出力する。なお、スイッチ１６は、例えば制御部１２により制御される。方向性結合器１７は、スイッチ１６から出力される送信波をアンテナ１８に導き、アンテナ１８を介して入力する反射波をアンプ１９に導く。
【００２４】
アンテナ１８は、方向性結合器１７から出力される送信波を所定の方向に向けて無線送信し、送信波に対応する反射波を受信する。アンプ１９は、方向性結合器１７から出力される反射波を増幅する。スイッチ２０は、オン状態に制御されたときに、アンプ１９により増幅された反射波をミキサ２２に出力する。なお、スイッチ２０は、例えば制御部１２により制御される。
【００２５】
アンプ２１は、フィルタ１４から出力される送信波を増幅する。ミキサ２２は、アンプ２１により増幅された送信波と、アンプ１９により増幅された反射波とを混合し、ビート信号を生成する。すなわち、ミキサ２２により送信波と反射波とのビート信号が生成される。このビート信号の周波数は、送信波の周波数と反射波の周波数との差分に相当する。
【００２６】
フィルタ２３は、ビート信号に含まれているノイズを除去する。アンプ２４は、フィルタ２３から出力されるビート信号を増幅する。アナログ信号処理部２５は、例えば、ホールド回路および積分回路等を備え、ビート信号を連続した波形に整形する。なお、反射波は、スイッチ２０のスイッチングにより細断された波形となることがある。
【００２７】
フィルタ２６は、アナログ信号処理部２５の出力に含まれているビート信号から不用な信号を除去する。アンプ２７は、フィルタ２６から出力されるビート信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器２８は、ビート信号をデジタル信号に変換して制御部１２へ出力する。
【００２８】
制御部１２は、例えばデジタル信号処理部（ＤＳＰ）を備え、ビート信号を表すデジタル信号を利用して物体検知処理を実行する。すなわち、制御部１２は、例えばＦＦＴにより、各ビート信号の周波数成分を算出する。続いて、制御部１２は、ＵＰ区間において検出されるビート周波数成分（以下、ＵＰ周波数と呼ぶことがある。）と、ＤＯＷＮ区間において検出されるビート周波数成分（以下、ＤＯＷＮ周波数と呼ぶことがある。）とのペアリングを行う。そして、制御部１２は、ペアリングされたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に基づいて、物体検知装置１からターゲット（静止物体、移動物体）までの距離、および移動物体の速度を算出する。
【００２９】
図５は、実施形態の物体検知装置１の機能を説明するブロック図である。実施形態の物体検知装置１は、送信部３１、ビート信号生成部３２、記憶部３３、登録部３４、ペア生成部３５、送信制御部３６、出力３７を備える。なお、登録部３４、ペア生成部３５、送信制御部３６、出力３７は、制御部１２により実現される。また、記憶部３３は、制御部１２の内部に設けられてもよいし、制御部１２の外に設けられてもよい。
【００３０】
送信部３１は、図４に示す発振器１３を含み、送信制御部３６からの指示に従って、ＵＰ区間（周波数情報区間）およびＤＯＷＮ区間（周波数下降区間）を含む送信波を生成する。この送信波は、例えば、図１に示すＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間を有するように、連続波（ＣＷ：Continuous Wave）の周波数を変調することにより生成される。ここで、送信部３１は、送信制御部３６から送信指示が与えられると、例えば、１組のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間を有する送信波を生成する。なお、以下の説明において、１組のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間を有する送信波を「測定信号」と呼ぶことがある。すなわち、送信制御部３６から送信指示が与えられ毎に、送信部３１は、１つの測定信号を生成する。また、この例では、ＵＰ区間において周波数が上昇する速度およびＤＯＷＮ区間において周波数が下降する速度は、互いに同じである。また、各測定信号において、ＵＰ区間の後にＤＯＷＮ区間が設けられてもよいし、ＵＰ区間の前にＤＯＷＮ区間が設けられてもよい。
【００３１】
ビート信号生成部３２は、図４に示すミキサ２２およびＡ／Ｄ変換器２８を含み、送信波とその送信波に対応する反射波とのビート信号を生成する。このとき、論理的には、１つのターゲットについて１つのビート信号が生成される。生成されるビート信号は、デジタルデータで表され、制御部１２に送信される。ここで、ビート信号の周波数（ビート周波数）は、送信波の周波数と対応する反射波の周波数との差分に相当する。なお、以下の説明において、ＵＰ区間に生成されるビート信号の周波数を「ＵＰ周波数」と呼び、ＤＯＷＮ区間に生成されるビート信号の周波数を「ＤＯＷＮ周波数」と呼ぶことがある。すなわち、論理的には、１つのターゲットについて１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が検出されることになる。
【００３２】
記憶部３３は、ＵＰ区間に検出されるＵＰ周波数とＤＯＷＮ区間に検出されるＤＯＷＮ周波数に係わる周波数情報を記憶する。なお、記憶部３３は、制御部１２が有するメモリ領域または制御部１２に接続するメモリ領域により実現される。
【００３３】
登録部３４は、ドップラ変位（すなわち、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との差分）が閾値周波数よりも小さいＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との組合せをサーチする。そして、この条件を満たすＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との組合せが検出されたときは、登録部３４は、上述した周波数情報として、検出されたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に基づいて決まる距離を表す距離データを記憶部３３内の仮登録テーブルに登録する。ここで、ターゲットが静止しているときは、図２を参照しながら説明したように、そのターゲットに対応する１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数は互いにほぼ一致する。また、閾値周波数として、１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に対応するターゲットが静止しているか否かを判定するための十分に小さい値が使用される。そして、登録部３４は、１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に対応するターゲットが静止していると判定される場合に、その１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に基づいて決まる距離を表す距離データを仮登録テーブルに登録する。なお、距離データは、例えば、１組のＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数の和で表される。
【００３４】
ペア生成部３５は、登録部３４により新たに検出されたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に対応する距離データと同じまたはほぼ同じ距離データが、既に、仮登録テーブルに登録されているかをチェックする。このとき、仮登録テーブルにおいて、新たに得られた距離データとの差分が予め決められた閾値距離よりも小さい距離データがサーチされる。そして、新たな距離データが過去に仮登録テーブルに登録された距離データとほぼ同じであれば、ペア生成部３５は、過去および現在において同じ位置にターゲットが存在していると判定する。すなわち、ターゲットは静止していると判定される。さらに、ペア生成部３５は、上記ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が静止物体からの反射波により発生したと判定し、それらのＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数をペアリングする。
【００３５】
なお、一般に、ＵＰ区間において複数のＵＰ周波数が検出され、ＤＯＷＮ区間において複数のＤＯＷＮ周波数が検出される。この場合、ペア生成部３５は、まず、静止物体に対応するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアを確定させ、その後、残りの周波数成分の中から、他のターゲット（主に、移動物体）に対応するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアを決定する。
【００３６】
送信制御部３６は、基本送信間隔で送信部３１に送信波（１つの測定信号）の送信を指示する。また、検出されたＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との差分が上記閾値周波数よりも小さい場合であって、そのＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数に対応する距離との差分が上記閾値距離よりも小さい距離データが仮登録テーブルに登録されていない場合には、送信制御部３６は、基本送信間隔よりも短い時間間隔で送信部３１に送信波の送信を指示する。
【００３７】
図６は、送信制御部３６による送信制御について説明する図である。図６（ａ）に示すように、送信制御部３６は、一定の時間間隔（例えば、１００ｍ秒間隔（基本送信間隔または第１の時間間隔））で、送信部３１に測定信号を出力させる。この例では、時刻１、２、３、４において、それぞれ測定信号１、２、３、４が送信されている。なお、各測定信号は、それぞれ、図１に示すＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間を含む。また、測定信号の周期（測定信号に含まれるＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の和）は、基本送信間隔に対して十分に短く、例えば１〜１０ｍ秒程度である。
【００３８】
ただし、基本送信間隔で送信されるある１つの測定信号に対して、差分が閾値周波数よりも小さいＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が検出されたときは、送信制御部３６は、その新たに検出されたＵＰ／ＤＯＷＮ周波数に対応する距離データとの差分が上述の閾値距離よりも小さい距離データが仮登録テーブルに登録されているか否かをチェックする。そして、新たな距離データとの差分が上述の閾値距離よりも小さい距離データが仮登録テーブルに登録されていないときは、送信制御部３６は、図６（ｂ）に示すように、基本送信間隔で送信される測定信号に加えて、補助測定を行うために、さらに１または複数の測定信号を送信部３１に送信させる。例えば、時刻１に送信された測定信号１に基づくビート周波数を測定した際に、上述の条件を満たす距離データが仮登録テーブルに登録されていなければ、送信制御部３６は、時刻２よりも前に、送信部３１に追加的に測定信号を送信させる。図６（ｂ）に示す例では、時刻１と時刻２との間の時刻１ａにおいて、測定信号１ａが送信されている。時刻１から時刻１ａまでの時間間隔（第２の時間間隔）は、例えば、登録部３４、ペア生成部３５、出力部３７、算出部３８の合計処理時間よりも長くなるように設定される。
【００３９】
出力部３７は、基本送信間隔で、ペア生成部３５によるペアリングの結果を出力する。図６（ａ）に示す例では、例えば、時刻１、２、３、．．．に送信された測定信号を利用して得られるペアリング結果は、それぞれ時刻２、３、４、．．．に出力される。また、図６（ｂ）に示す例では、測定信号１および１ａに応じて得られるペアリング結果が時刻２に出力され、測定信号２に応じて得られるペアリング結果が時刻３に出力されている。すなわち、出力部３７は、基本送信間隔で測定信号が送信されたか否かにかかわらず、基本送信間隔でペア生成部３５によるペアリングの結果を出力する。
【００４０】
算出部３８は、ペア生成部３５によりペアリングされたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に基づいて、物体検知装置１からターゲットまでの距離を算出する。また、算出部３８は、ペアリングされたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数に基づいて、物体検知装置１からターゲットまでの距離、およびそのターゲットの速度を算出してもよい。なお、算出部３８による算出結果は、例えば、ペア生成部３５によるペアリングの結果と共に出力されてもよい。また、算出部３８は、ＩＦ部１１を介して接続される上位装置によって実現されてもよい。
【００４１】
測定信号として図１に示す送信波が送信されたときに、ターゲットからの反射波に応じて生成されるビート周波数（ＵＰ周波数ｆup、ＤＯＷＮ周波数ｆdown）は、下式で表される。
ｆup＝（４β／Ｔ）×ｒ＋（２ｆ0／ｃ）×Ｖ
ｆdown＝（４β／Ｔ）×ｒ−（２ｆ0／ｃ）×Ｖ
「ｒ」は、物体検知装置１からターゲットまでの距離を表す。「Ｖ」は、ターゲットの速度を表す。「ｃ」は、光速を表す。「β」は、測定信号（送信波）の周波数変調帯域を表す。「Ｔ」は、測定信号の変調周期を表す。「ｆ0」は、測定信号（送信波）の中心周波数を表す。
【００４２】
したがって、各ターゲットについてそれぞれＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアリングを行い、各ペアについて連立方程式を解けば、下式（１）により各ターゲットについて距離ｒが算出され、下式（２）により各ターゲットの速度Ｖが算出される。
ｒ＝（ｆup＋ｆdown）×Ｔ／（８β）  ・・・（１）
Ｖ＝（ｆup−ｆdown）×ｃ／（４ｆ0）  ・・・（２）
【００４３】
このように、実施形態の物体検知方法においては、静止物体に起因すると考えられるＵＰ／ＤＯＷＮ周波数が検出されると、そのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数に対応する距離データが仮登録テーブルに登録される。このとき、実質的に同じ距離データが既に仮登録テーブルに登録されていれば、上記ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数が静止物体により得られた可能性が高いと判定し、上記ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアリングを確定させる。
【００４４】
一方、実質的に同じ距離データが仮登録テーブルに登録されていなければ、上記ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数が静止物体により得られたのか否かが不定であると判定し、基本送信間隔における次の測定信号の前に追加的に１または複数の測定信号を送信する。そして、この追加的な測定信号を利用して、基本送信間隔における次の測定信号の前に、上記ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数が静止物体により得られたものか否かを確定させ、ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアリングを行う。この場合であっても、ペアリングの結果は、基本送信間隔に同期して出力される。すなわち、実施形態の方法によれば、静止物体について確度の高いペアリング情報が、一定の時間間隔で出力される。
【００４５】
次に、実施形態の物体検知装置１の動作を詳しく説明する。物体検知装置１は、所定の方向に向けて、定期的に測定信号を送信する。測定信号は、図１に示すように、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間を含む。ＵＰ区間では周波数がリニアに上昇する送信波が送信され、ＤＯＷＮ区間では周波数がリニアに下降する送信波が送信される。そして、物体検知装置１は、ターゲットからの反射波を受信し、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれにおいて、送信波と反射波とのビート信号を生成する。これにより、各測定信号に対して、ＵＰ区間にＵＰ周波数が検出され、ＤＯＷＮ区間にＤＯＷＮ周波数が検出される。
【００４６】
レーダ範囲内に複数のターゲットが存在するときは、物体検知装置１は、複数の反射波を受信する。この場合、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれにおいて、複数のビート信号が生成される。
【００４７】
レーダ範囲内に複数のターゲットが存在するときは、図７に示すように、ビート信号のスペクトラムとして、複数の周波数成分が検出される。このとき、物体検知装置１が受信する反射波は、ノイズを含んでいる。このため、物体検知装置１は、物体検知のために使用するビート信号の周波数成分として、所定の閾値レベルを超える周波数成分のみを抽出する。なお、周波数成分の抽出は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれにおいて行われる。
【００４８】
図８は、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数から静止物体を検知する方法を説明する図である。なお、図８は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間に得られるビート信号のスペクトラムを示している。
【００４９】
ターゲットが静止しているときは、そのターゲットから得られるＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数は、互いにほぼ同じである。また、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間において１つのターゲットから得られるビート信号のレベルは、互いにほぼ同じである。よって、物体検知装置１は、静止物体に起因する周波数成分ペアとして、周波数が互いにほぼ一致するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数を抽出する。図８では、２組の周波数成分が検出されている。なお、ペアとして抽出される周波数成分は、互いにレベルが一致またはほぼ一致していることが好ましい。
【００５０】
続いて、物体検知装置１は、静止物体における周波数成分を除いて、従来からある種々のアルゴリズムにより、同一のターゲットに起因するものと考えられる周波数成分のペアリングを行い、各ペアに基づいて移動物体を検知する。
【００５１】
このように、物体検知装置１は、静止物体に起因するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアリングを行い、残りの周波数成分において、移動物体に起因するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアリングを行う。このため、静止物体の検知が誤っていると、移動物体を正しく検知することができない。そこで、実施形態の物体検知装置１は、静止物体を検知するために、複数回の測定を行う。
【００５２】
＜動作例１＞
図９は、動作例１において得られたビート周波数のスペクトラムを示す図である。図９においては、時刻１〜時刻４にそれぞれ得られたＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のスペクトラムが示されている。この例では、各時刻のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間において、それぞれ２つの周波数成分が得られている。以下の説明では、ＵＰ区間において得られる２つの周波数成分を、小さい方から順番に、ｆ(u1)、ｆ(u2)と呼び、ＤＯＷＮ区間において得られる２つの周波数成分を、小さい方から順番に、ｆ(d1)、ｆ(d2)と呼ぶことにする。また、図１０は、動作例１において記憶部３３に格納されるデータの例を示す図である。なお、動作例１では、図６（ａ）に示すように、基本送信間隔（時刻１、２、３、４）で測定信号が送信されるものとする。
【００５３】
時刻１において測定信号１が送信され、図９に示すように、ＵＰ区間においてＵＰ周波数ｆ(u1)、ｆ(u2)が検出され、ＤＯＷＮ区間においてＤＯＷＮ周波数ｆ(d1)、ｆ(d2)が検出されたものとする。この場合、検出された周波数ｆ(u1)、ｆ(u2)、ｆ(d1)、ｆ(d2)は、記憶部３３に格納される。また、登録部３４は、記憶部３３に登録された周波数データを参照し、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアをサーチする。閾値周波数は、特に限定されるものではないが、例えば0.1Hzである。この例では、時刻１に送信された測定信号１に対して、ＵＰ周波数ｆ(u1)およびＤＯＷＮ周波数ｆ(d2)が抽出される。
【００５４】
登録部３４は、抽出した１組の周波数の和を、距離データとして記憶部３３に設けられる仮登録テーブルに格納する。この例では、「８３．２Ｈｚ（＝４１．６＋４１．６）」が登録される。ここで、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との和は、上述した式（１）により表されるように、物体検知装置１からターゲットまでの距離ｒに比例する。また、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が互いに一致するときは、一般に、ターゲットが静止物体である可能性が高い。したがって、時刻１において「ｆ(u1)＋ｆ(d2)」は、物体検知装置１から静止物体までの距離を表す距離データとして仮登録テーブルに登録される。
【００５５】
ただし、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が互いに一致する場合であっても、ターゲットが静止物体であるとは限らない。したがって、物体検知装置１は、時刻１において得られた距離データを、仮登録データとして保持する。
【００５６】
時刻２において測定信号２が送信され、周波数ｆ(u1)、ｆ(u2)、ｆ(d1)、ｆ(d2)が検出される。そうすると、登録部３４は、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアをサーチする。時刻２においては、ＵＰ周波数ｆ(u1)およびＤＯＷＮ周波数ｆ(d1)が抽出される。さらに、登録部３４は、抽出したＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアに対応する距離データを算出する。この例では「ｆ(u1)＋ｆ(d1)」に基づいて、距離データとして「８３．２Ｈｚ」が得られる。
【００５７】
ペア生成部３５は、時刻２の測定信号２に応じて得られた距離データと、時刻２の時点で仮登録テーブルに既に登録されている距離データとを比較する。この例では、仮登録テーブルには、時刻１で送信された測定信号１に対応する距離データ「８３．２Ｈｚ」が登録されており、これらの距離データは互いに一致する。そして、これらの距離データの差分が所定の閾値よりも小いときは、ペア生成部３５は、登録部３３により抽出されたＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数が、静止物体に起因して発生したものと判定し、そのＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数をペアリングする。すなわち、静止物体を検知するための周波数ペア「ｆ(u1)，ｆ(d1)」が得られる。また、残りの周波数成分から、移動物体を検知するための周波数ペア「ｆ(u2)，ｆ(d2)」が得られる。
【００５８】
時刻２において算出された距離データは、新たな仮登録データとして記憶部３３に登録される。この距離データは、時刻３以降の測定において参照される。なお、時刻３以降の動作は、基本的に、時刻２における動作を同じである。
【００５９】
このように、実施形態の物体検知装置は、ある時刻に送信した測定信号に基づいて静止物体に対応する周波数ペアが得られたときには、過去に同様の周波数ペアが登録されているか否をチェックする。そして、過去に同様の周波数ペアが登録されていれば、その周波数ペアに基づいて、静止しているターゲットを検知するためのペアリング情報が出力される。よって、静止物体を検知するための周波数ペアの抽出精度が向上し、さらに、移動物体を検知するための周波数ペアの抽出精度も向上する。この結果、物体検知装置からターゲットまでの距離およびターゲットの速度を精度よく検知できる。
【００６０】
＜動作例２＞
図１１は、動作例２において得られたビート周波数のスペクトラムを示す図である。図１１においては、時刻１〜時刻３にそれぞれ得られたＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のスペクトラムが示されている。この例では、各時刻においてＵＰ周波数ｆ(u1)、ｆ(u2)、およびＤＯＷＮ周波数ｆ(d1)、ｆ(d2)が得られている。
【００６１】
動作例２では、時刻１で送信された測定信号に対して、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアは存在しない。この場合、仮登録テーブルに距離データが登録されることはない。また、物体検知装置は、静止物体に対応する周波数ペアを確定した後に他のターゲットを検知するアルゴリズムを実行しない。よって、他のアルゴリズム（例えば、ビート周波数の小さい順番に、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とをペアリングする方法）でＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアリングが行われる。図１１に示す例では、２つの周波数ペア「ｆ(u1)，ｆ(d1)」「ｆ(u2)，ｆ(d2)」が生成され、これらの周波数ペアに応じてそれぞれターゲットが検知される。
【００６２】
時刻２で測定信号が送信されたときには、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアとして、「ｆ(u2)，ｆ(d1)」が得られる。この場合、動作例１と同様に、この周波数ペアに基づいて距離データが算出される。そして、ペア生成部３５は、この距離データとの差分が閾値よりも小さい距離データが仮登録テーブルに既に登録されているか否かをチェックする。この例では、時刻１の測定に際して同一周波数のＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアは検出されず、時刻２において仮登録テーブルに距離データは登録されていない。したがって、ペア生成部３５は、時刻１と同様のアルゴリズムでＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアリングを行う。なお、登録部３４は、新たに算出した距離データを、時刻３以降のペアリング処理のために、仮登録テーブルに登録する。このとき、登録される距離データは「ｆ(u2)＋ｆ(d1)」である。
【００６３】
時刻３で送信された測定信号に対しては、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアは存在しない。この場合、仮登録テーブルに登録されている距離データは、使用されることなく廃棄される。そして、ペア生成部３５は、時刻１と同様のアルゴリズムでＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアリングを行う。
【００６４】
動作例２は、例えば、レーダ範囲内に物体検知装置から遠ざかる２つの移動物体が存在している状況を示している。すなわち、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアは、１つの静止物体からの反射波に起因して発生するだけでなく、複数の移動物体からの反射波に起因しても発生し得る。しかし、移動物体からの反射波に起因するＵＰ／ＤＯＷＮ周波数は、一般に、時間経過に伴って変化するので、ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数が互いに一致する状態が継続することは極めて稀である。したがって、実施形態の物体検知装置は、閾値周波数よりも小さい差分を有するＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアを検出した場合であっても、その状態が継続しない場合には、そのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアに基づいて静止物体を検知することは行わない。この結果、ＵＰ／ＤＯＷＮ周波数の誤ったペアリングを回避することができ、ターゲットの検知精度が向上する。
【００６５】
＜動作例３＞
上述した動作例１、２においては、検知精度を高めるために、実質的に同じ距離データが得られるＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアが繰り返し検出されたときに、静止物体を検知するためのペアが決定される。しかし、この方法では、あるタイミングにおいて実質的に同一のＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアが検出された場合であっても、その時点で仮登録テーブルに距離データが登録されていないときには、静止物体を検知するためのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアは決定されない。例えば、図９に示す例では、時刻１に送信した測定信号に応じて新たな距離データが算出されたときに、仮登録テーブルには前回の測定による距離データは登録されていない。この場合、時刻１における測定を利用して静止物体を検知することができない。
【００６６】
したがって、実施形態の物体検知装置は、新たな距離データを算出したときに前回の測定による距離データが登録されていなければ、基本送信間隔で送信されるべき次の測定信号の前に、補助測定を行うための測定信号を送信する。例えば、図６（ｂ）に示す実施例では、測定信号１に対して新たな距離データ１が算出されたときに、仮登録テーブルに過去の距離データが登録されていない。この場合、物体検知装置１は、時刻２において測定信号２を送信する前に、補助測定を行うために、時刻１ａにおいて測定信号１ａを送信する。そして、物体検知装置１は、測定信号１ａに対して新たな距離データ１ａを算出したときは、その新たな距離データ１ａと先に算出された距離データ１とを比較することで、静止物体を検知するためのペアリングの有効／無効を判定する。
【００６７】
図１２は、実施形態の物体検知装置の概略動作を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、制御部１２により実行される。
ステップＳ１は、ステップＳ２〜Ｓ５の処理を所定の時間間隔で繰り返し実行するために設けられている。「所定の時間間隔」は、上述した基本送信間隔に相当し、図６に示す例では、１００ｍ秒である。
【００６８】
ステップＳ２において、制御部１２の出力部３７は、前回のペアリング処理の結果を出力する。ここで、ペアリング処理は、ステップＳ３またはＳ５に相当する。したがって、例えば、時刻２に実行される処理ループにおいては、時刻１に実行されたステップＳ３またはＳ５の処理結果が出力され、時刻３に実行される処理ループにおいては、時刻２に実行されたステップＳ３またはＳ５の処理結果が出力される。
【００６９】
ステップＳ３において、制御部１２はペアリング処理を実行する。ペアリング処理は、測定信号を送信させる手順、測定信号に対応するビート信号を検出する手順、ビート信号を利用してターゲット毎にＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアを生成する手順を含む。なお、ペアリング処理については、図１３を参照しながら後で詳しく説明する。
【００７０】
ステップＳ４において、制御部１２は、静止物体か移動物体かを判断できないターゲットが存在するか否かをチェックする。そして、静止物体か移動物体かを判断できないターゲットが存在する場合は、ステップＳ５が実行される。一方、静止物体か移動物体かを判断できないターゲットが存在しないときは、ステップＳ５が実行されることなく、次の処理ループの実行を待つ。なお、ドップラ変位が閾値よりも小さいＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアが検出されたときに、そのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数に基づいて算出される距離データが仮登録テーブルに登録されていない場合には、ステップＳ４は「Ｙｅｓ」と判定される。
【００７１】
ステップＳ５において、制御部１２は、補助測定によるペアリング処理を実行する。なお、補助測定によるペアリング処理は、ステップＳ３と同じ手順であってもよいし、ステップＳ３と異なる手順であってもよい。
【００７２】
このように、実施形態の物体検知装置は、一定の時間間隔でＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアリングを実行し、一定の時間間隔でそのペアリングの結果を出力する。このとき、物体検知装置は、ステップＳ５の補助測定を実行したか否かにかかわらず、一定の時間間隔でペアリングの結果を出力する。ここで、ペアリングの結果は、式（１）（２）に示すように、各ターゲットまでの距離および／または各ターゲットの速度を計算するために使用される。したがって、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数とのペアリングの結果が一定の時間間隔で出力されると、ターゲットまでの距離、ターゲットの速度、移動物体の軌跡計算または移動方向推定などの処理が容易になる。
【００７３】
図１３は、ペアリング処理を示すフローチャートである。この処理は、図１２のステップＳ３に相当する。すなわち、このペアリング処理は、一定の時間間隔で制御部１２により繰り返し実行される。
【００７４】
ステップＳ１１において、送信制御部３６は、送信部３１に対して測定信号の送信を指示する。測定信号は、図１を参照しながら説明したように、送信波の周波数がリニアに上昇するＵＰ区間および送信波の周波数がリニアに下降するＤＯＷＮ区間を含む。物体検知装置は、ターゲットからの反射波を受信し、送信波と受信波とを混合することによってビート信号を生成する。生成されたビート信号は、デジタルデータに変換されて制御部１２に入力される。そして、制御部１２は、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で送信された測定信号に対応するビート信号を検出する。このとき、制御部１２は、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれにおいてビート周波数（ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数）を検出する。
【００７５】
ステップＳ１３において、ペア生成部３５は、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との総当りでペアを生成する。続いて、ステップＳ１４〜Ｓ１５において、制御部１２は、電力（又は、信号レベル）が互いに類似しており、且つ、所定の閾値よりも小さい差分を有する、ＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアをサーチする。そして、上記条件を満たすＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアが検出されたときは、制御部１２は、そのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアに対応する距離データを算出する。なお、距離データは、検出されたＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数の和により表される。
【００７６】
ステップＳ１６において、制御部１２は、ステップＳ１４〜Ｓ１５で算出された距離データと実質的に同じ距離データが既に仮登録テーブルに登録されているか否かをチェックする。そして、上記距離データが既に仮登録テーブルに登録されていれば、ステップＳ１７において、制御部１２は、ステップＳ１３〜Ｓ１４で検出されたＵＰ／ＤＯＷＮ周波数を、静止物体に対応するＵＰ／ＤＯＷＮ周波数としてペアとして確定する。ペアを確定する処理は、例えば、フラグを設定することにより実現される。なお、上記距離データが仮登録テーブルに登録されていなければ（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１７はスキップされる。そして、ステップＳ１８において、制御部１２は、ステップＳ１４〜Ｓ１５で算出された距離データを仮登録テーブルに登録する。
【００７７】
ステップＳ１９において、制御部１２は、未処理のペアが残っているかチェックする。そして、未処理のペアが残っていれば、ステップＳ１４〜Ｓ１８の処理が実行される。このように、ステップＳ１１〜Ｓ１９においては、静止物に対応するＵＰ／ＤＯＷＮ周波数のペアが確定され、その静止物までの距離データが登録される。
【００７８】
ステップＳ２１において、ペア生成部３５は、距離データが登録されていないペアを抽出する。ここで抽出されるペアは、静止物でないターゲットを表すＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアとして、ステップＳ２２以降の処理が実行される。
【００７９】
ステップＳ２２において、制御部１２は、ステップＳ１４と同様に、電力（又は、信号レベル）が互いに類似しているＵＰ周波数およびＤＯＷＮ周波数のペアをサーチする。そして、電力が互いに類似していれば、ステップＳ２３において、そのＵＰ／ＤＯＷＮ周波数ペアの距離データが登録される。この距離データは、移動物までの距離を表す確定データとして登録される。このとき、この移動物の速度データも合わせて登録するようにしてもよい。なお、抽出したペアの電力が互いに類似していないときは、制御部１２は、ＵＰ周波数とＤＯＷＮ周波数との組合せが不適切であると判定し、処理を終了する。
【００８０】
ステップＳ２４において、制御部１２は、未処理のペアが残っているかチェックする。そして、未処理のペアが残っていれば、ステップＳ２２〜Ｓ２３の処理が実行される。ステップＳ２２〜Ｓ２３を繰り返し実行することにより、各移動物についての距離データが登録される。そして、ステップＳ２５において、制御部１２は、新たに登録した距離データ（すなわち、仮登録状態のデータ）を除いて仮登録テーブルを初期化する。すなわち、仮登録テーブルにおいて、確定状態のデータは削除される。なお、仮登録テーブルに残されるデータは、図１２のステップＳ４における「静止物体か移動物体かを判断できないターゲット」に相当する。
【００８１】
確定状態のデータは、静止物または移動物であることが確定されているターゲットまでの距離を表す。よって、このデータは、レーダの検出結果として利用することもできる。また、静止物として確定されたペアの距離データは、静止物体までの距離として利用することもできる。
【００８２】
図１２のステップＳ５で実行される補助測定によるペアリング処理は、例えば、図１３に示すペアリング処理と同じである。ただし、補助測定によるペアリング処理は、図１３に示すペアリング処理と異なっていてもよい。この場合、制御部１２は、例えば、３回繰り返し測定信号を送信し、各測定信号を利用してそれぞれターゲットまでの距離を算出する。そして、２回以上同じ距離が算出された場合に、制御部１２は、その距離を静止物体までの距離として出力する。この場合であっても、結果データは、基本送信間隔に従って出力される。
【００８３】
次に、図６（ｂ）および図１４を参照しながら動作例３について具体的に説明する。なお、この例では、時刻１において、仮登録テーブルには距離データが登録されていないものとする。
【００８４】
時刻１において、ドップラ変位がゼロである周波数ペア（ｆ(u1)、ｆ(d1)）が検出される。この場合、周波数ペア（ｆ(u1)、ｆ(d1)）は、静止物体を表す候補データである。しかし、時刻１において、仮登録テーブルには距離データは登録されていない。よって、周波数ペア（ｆ(u1)、ｆ(d1)）は、静止物体を表す確定データとして使用されず、補助測定が実行される。なお、時刻１において検出された周波数ペア（ｆ(u1)、ｆ(d1)）に対応する距離データ（ｆ(u1)＋ｆ(d1)）は、以降の処理のために仮登録テーブルに登録される。また、時刻１においては、時刻０で得られたペアリング結果が出力される。
【００８５】
時刻１ａにおいて、仮登録テーブルには、距離データ（ｆ(u1)＋ｆ(d1)）が登録されている。そして、図６（ｂ）に示すように、測定信号１ａが送信され、この測定信号１ａに対応するビート周波数が検出される。このとき、図１４に示す例では、ドップラ変位がゼロである周波数ペア（ｆ(u1a)、ｆ(d1a）が検出される。この場合、時刻１ａにおいて検出された周波数ペア（ｆ(u1a)、ｆ(d1a)）に対応する距離データ（ｆ(u1a)＋ｆ(d1a)）が算出される。続いて、仮登録テーブルに登録されている距離データ（ｆ(u1)＋ｆ(d1)）と、新たに算出された距離データ（ｆ(u1a)＋ｆ(d1a)）とが比較される。そして、これらの距離データが互いに一致したときは、時刻１または時刻１ａで得られた周波数ペアを、静止物体を表す周波数ペアとして確定する。また、残りの周波数成分をペアリングすることにより、移動物体を表す周波数ペアを生成する。
【００８６】
時刻２において、時刻１〜時刻１ａで得られたペアリング処理の結果が出力される。すなわち、ペアリング処理の結果は、補助測定を実行した場合であっても、一定の時間間隔で出力される。なお、時刻２においても測定信号が送信され、時刻１と同様のペアリング処理が実行される。
【００８７】
＜物体検知装置のハードウェア構成＞
図１５は、物体検知装置の制御部１２のハードウェア構成を示す図である。図１５において、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０３を利用して物体検知プログラムを実行することにより、実施形態の物体検知方法を提供する。記憶装置１０２は、物体検知プログラムを格納する。なお、記憶装置１０２は、外部記憶装置であってもよい。メモリ１０３は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域およびＲＯＭ領域を含んで構成される。
【００８８】
読み取り装置１０４は、ＣＰＵ１０１の指示に従って可搬型記録媒体１０５にアクセスする。可搬性記録媒体１０５は、例えば、半導体デバイス、磁気的作用により情報が入出力される媒体、光学的作用により情報が入出力される媒体を含むものとする。通信インタフェース１０６は、ＣＰＵ１０１の指示に従って、ネットワークを介してデータを送受信する。入出力装置１０７は、例えば、ユーザからの指示を受け付けるデバイス等に相当する。
【００８９】
実施形態に係わる物体検知プログラムは、例えば、下記の形態で提供される。
（１）記憶装置１０２に予めインストールされている。
（２）可搬型記録媒体１０５により提供される。
（３）プログラムサーバ１１０からダウンロードする。
【００９０】
そして、上記構成のプロセッサシステムで物体検知プログラムを実行することにより、実施形態に係わる物体検知装置が実現される。すなわち、上記構成のプロセッサシステムで実施形態の物体検知プログラムを実行することにより、登録部３４、ペア生成部３５、送信制御部３６、出力３７、算出部３８の一部または全部が実現される。また、仮登録テーブルは、例えば、メモリ１０３上に作成される。
【００９１】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信する送信部と、
前記送信波と前記送信波に対応する反射波とのビート信号を生成するビート信号生成部と、
前記周波数上昇区間に検出される上昇区間ビート周波数および前記周波数下降区間に検出される下降区間ビート周波数に係わる周波数情報を記憶する記憶部と、
第１の上昇区間ビート周波数と第１の下降区間ビート周波数との差分が閾値周波数よりも小さいときに、前記周波数情報として、前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて決まる第１の距離を表す距離データを前記記憶部に登録する登録部と、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に既に登録されている場合には、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数とをペアリングするペア生成部と、
第１の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示すると共に、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示する送信制御部と、
前記第１の時間間隔で前記ペア生成部によるペアリングの結果を出力する出力部、
を有する物体検知装置。
（付記２）
付記１に記載の物体検知装置であって、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記送信制御部は、前記第１の時間間隔で送信される次の送信波の前に、前記送信部に１または複数の送信波を送信させる
ことを特徴とする物体検知装置。
（付記３）
付記１または２に記載の物体検知装置であって、
前記ペア生成部によりペアリングされた前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて、前記物体検知装置からターゲットまでの距離を算出する算出部をさらに備える
ことを特徴とする物体検知装置。
（付記４）
付記１に記載の物体検知装置であって、
前記周波数上昇区間において前記第１の上昇区間ビート周波数の他に第２の上昇区間ビート周波数が検出され、前記周波数下降区間において前記第１の下降区間ビート周波数の他に第２の下降区間ビート周波数が検出されたときに、前記ペアリング部は、前記第２の上昇区間ビート周波数と前記第２の下降区間ビート周波数とをペアリングする
ことを特徴とする物体検知装置。
（付記５）
付記４に記載の物体検知装置であって、
前記ペア生成部によりペアリングされた前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて、前記物体検知装置から第１のターゲットまでの距離を算出すると共に、前記ペア生成部によりペアリングされた前記第２の上昇区間ビート周波数および前記第２の下降区間ビート周波数に基づいて、前記物体検知装置から第２のターゲットまでの距離および前記第２のターゲットの速度を算出する算出部をさらに備える
ことを特徴とする物体検知装置。
（付記６）
付記１〜５のいずれか１つに記載の物体検知装置であって、
前記距離データは、対応する上昇区間ビート周波数および下降区間ビート周波数との和で表される
ことを特徴とする物体検知装置。
（付記７）
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信する送信部、前記送信波と前記送信波に対応する反射波とのビート信号を生成するビート信号生成部、前記周波数上昇区間に検出される上昇区間ビート周波数および前記周波数下降区間に検出される下降区間ビート周波数に係わる周波数情報を記憶する記憶部、およびプロセッサを備える物体検知装置において、前記プロセッサを、
第１の上昇区間ビート周波数と第１の下降区間ビート周波数との差分が閾値周波数よりも小さいときに、前記周波数情報として、前記第１の上昇区間ビート周波数および前記第１の下降区間ビート周波数に基づいて決まる第１の距離を表す距離データを前記記憶部に登録する登録部、
前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に既に登録されている場合には、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数とをペアリングするペア生成部、
第１の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示すると共に、前記第１の上昇区間ビート周波数と前記第１の下降区間ビート周波数との差分が前記閾値周波数よりも小さいときに前記第１の距離との差分が前記閾値距離よりも小さい距離データが前記記憶部に登録されていない場合には、前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で前記送信部に前記送信波の送信を指示する送信制御部、
前記第１の時間間隔で前記ペア生成部によるペアリングの結果を出力する出力部、
として機能させるための物体検知プログラム。
【符号の説明】
【００９２】
１  物体検知装置
１２  制御部
１３  発振器
２２  ミキサ
３１  送信部
３２  ビート信号生成部
３３  記憶部
３４  登録部
３５  ペア生成部
３６  送信制御部
３７  出力部
３８  算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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